Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của góc nghiêng trục dao và chế độ cắt đến năng suất và nhám bề mặt khi gia công mặt cầu lồi trên trung tâm CNC 5 trục

Mục đích cơ bản của luận án này là xây dựng phương pháp để thiết lập và giải bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu khi gia công trên trung tâm gia công CNC 5 trục. Tối ưu hóa bộ thông số công nghệ đầu vào (góc nghiêng trục dao θ, vận tốc cắt V, lượng tiến dao S, chiều sâu cắt t) đến các thông số công nghệ đầu ra (lực cắt F, chiều cao mòn dao hs, nhám bề mặt Rz và năng suất gia công Q).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của góc nghiêng trục dao và chế độ cắt đến năng suất và nhám bề mặt khi gia công mặt cầu lồi trên trung tâm CNC 5 trục MỞ ĐẦU 1-Tính cấp thiết của đề tài luận án Trong kỹ thuật gia công cơ khí thì năng suất, chất lượng và giá thành là các chỉ tiêu mang tính chất quyết định đến sự tồn tại của sản phẩm trên thị trường. Ngày nay việc ứng dụng các máy CNC vào trong kỹ thuật gia công góp phần hạ giá thành, nâng cao năng suất và độ chính xác gia công sản phẩm cơ khí. Một trong những sản phẩm đó là khuôn mẫu. Các bề mặt khuôn mẫu sau khi gia công thường là sau nhiệt luyện phải qua công đoạn mài. Đối với các bề mặt có hình dáng phức tạp như khuôn ép phun thì việc gia công mài không phải đơn giản. Để giải quyết vấn đề này có thể khắc phục được bằng cách sử dụng dao phay cầu trên trung tâm gia công CNC 5 trục để gia công tinh bề mặt khuôn. Tuy nhiên quá trình cắt bằng dao phay cầu rất phức tạp vì lưỡi cắt của dao phay cầu được bố trí trên mặt cầu nên cơ chế cắt gọt ở các vị trí trên lưỡi cắt là khác nhau. Các vị trí đó phụ thuộc vào góc nghiêng của trục dao với pháp tuyến của bề mặt chi tiết tại điểm cắt. Như vậy bài toán đặt ra là xác định thông số công nghệ (góc nghiêng trục dao và chế độ cắt) tối ưu nhằm nâng cao năng suất và chất lượng bề mặt gia công. Do đó đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của góc nghiêng trục dao và chế độ cắt đến năng suất và nhám bề mặt khi gia công mặt cầu lồi trên trung tâm CNC 5 trục” là cần thiết và cấp bách. Kết quả của đề tài làm tài liệu cho nhà công nghệ chọn chế độ cắt khi gia công khuôn trên trung tâm gia công CNC 5 trục và nhà khoa học nghiên cứu về tối ưu hóa quá trình gia công cắt gọt. 2. Mục đích và nội dung nghiên cứu của đề tài - Đánh giá mức độ ảnh hưởng của các thông số công nghệ đầu vào (góc nghiêng trục dao θ, vận tốc cắt V, lượng tiến dao S, chiều sâu cắt t) đến các thông số công nghệ đầu ra (lực cắt F, chiều cao mòn dao hs, nhám bề mặt Rz và năng suất gia công Q) khi gia công trên trung tâm gia công CNC 5 trục. - Xây dựng phương pháp để thiết lập và giải bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu khi gia công trên trung tâm gia công CNC 5 trục. 1 - Tối ưu hóa bộ thông số công nghệ đầu vào (góc nghiêng trục dao θ, vận tốc cắt V, lượng tiến dao S, chiều sâu cắt t) đến các thông số công nghệ đầu ra (lực cắt F, chiều cao mòn dao hs, nhám bề mặt Rz và năng suất gia công Q). 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu quá trình phay 5 trục cắt vật liệu SKD11 bằng dao phay cầu. - Nghiên cứu quá trình gia công bề mặt 3D phức tạp trên trung tâm gia công CNC 5 trục bằng dao phay cầu. - Nghiên cứu phương pháp tối ưu hóa thực nghiệm và đánh giá mức độ ảnh hưởng của các thông số công nghệ đầu vào (góc nghiêng trục dao θ, vận tốc cắt V, lượng tiến dao S, chiều sâu cắt t) đến các thông số công nghệ đầu ra (lực cắt F, chiều cao mòn dao hs, nhám bề mặt Rz và năng suất gia công Q) bằng phương pháp Taguchi. - Nghiên cứu trí tuệ nhân tạo và giải thuật PSO. - Nghiên cứu tối ưu hóa đa mục tiêu. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết về các hiện tượng xẩy ra trong quá trình gia công phay. - Phương pháp mô phỏng thực nghiệm. - Phương pháp thực nghiệm. 5.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học - Nghiên cứu xác định mức độ ảnh hưởng của các thông số công nghệ đầu vào (góc nghiêng trục dao θ, vận tốc cắt V, lượng tiến dao S, chiều sâu cắt t) đến các thông công nghệ đầu ra (lực cắt F, chiều cao mòn dao hs, nhám bề mặt Rz và năng suất gia công Q) khi phay bề mặt chỏm cầu bằng dao phay cầu trên trung tâm gia công CNC 5 trục. - Nghiên cứu xây dựng các mô hình toán học giữa các thông số công nghệ đầu vào (góc nghiêng trục dao θ, vận tốc cắt V, lượng tiến dao S, chiều sâu cắt t) với các thông số công nghệ đầu ra (lực cắt F, chiều cao mòn dao hs, nhám bề mặt Rz và năng suất gia 2 công Q) của phương pháp phay bằng dao phay cầu trên trung tâm gia công CNC 5 trục. - Thiết lập mô hình bài toán tối ưu đa mục tiêu với hai chỉ tiêu là năng suất gia công Q và nhám bề mặt Rz. - Đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng gia công bề mặt 3D bằng phương pháp nghiêng trục dao khi gia công trên trung tâm gia công CNC 5 trục bằng dao phay cầu. Ý nghĩa thực tiễn - Đưa ra bộ thông số công nghệ tối ưu khi phay bề mặt 3D trên trung tâm gia công CNC 5 trục bằng dao phay cầu. - Kết quả của luận án làm tài liệu tham khảo cho nghiên cứu, đào tạo và định hướng công nghệ cho sản xuất. 6. Đóng góp mới của đề tài nghiên cứu - Xác định được mức độ ảnh hưởng của các thông số công nghệ đầu vào (góc nghiêng trục dao θ, vận tốc cắt v, lượng tiến dao S và chiều sâu cắt t) đến các thông số đầu ra (lực cắt F, chiều cao mòn dao hs, nhám bề mặt Rz và năng suất cắt Q) khi phay bằng dao phay cầu trên trung tâm gia công CNC 5 trục. - Xây dựng được các hàm toán học của lực cắt F, chiều cao mòn dao hs, nhám bề mặt Rz và năng suất cắt Q theo các thông số công nghệ (góc nghiêng trục dao θ, vận tốc cắt v, lượng tiến dao S và chiều sâu cắt t) khi phay bằng dao phay cầu trên trung tâm gia công CNC 5 trục. - Xác định được bài toán tối ưu đa mục tiêu cho quá trình phay bề mặt 3D trên trung tâm CNC 5 trục bằng dao phay cầu. - Xác định được bộ thông số công nghệ tối ưu trong điều kiện nghiên cứu. - Xây dựng được giải thuật tối ưu PSO tìm miền tối ưu bằng phương pháp Pareto. 7. Cấu trúc của luận án Luận án gồm 4 chương, nội dung chính của từng chương được tóm tắt như sau: Chương 1: Tổng quan về phay bề mặt 3D trên trung tâm gia công CNC 5 trục. 3 Chương 2: Một số đặc trưng của quá trình phay bề mặt 3D trên trung tâm ...